珍珠粉和贝壳粉的化学成分和结构特征分析

1、珍珠粉和贝壳粉的化学成分和结构特征分析第22卷第11期2010年11月化学研究与应用ChemicalResearchandApplicationVo1.22,No.11Nov.,2010文章编号:1004-1656(2010)11.1467-05珍珠粉和贝壳粉的化学成分和结构特征分析夏静芬,钱国英,陈亮,李彩艳(浙江万里学院生物与环境学院,浙江宁波315100)关键词:珍珠粉;贝壳粉;化学成分;结构特征中图分类号:0655.29文献标识码:AAnalysisofchemicalcompositionandstructurecharacteristicsofpearlandconchpowder

2、sXIAJingfen,QIANGuoying,CHENLiang,LICaiyan(CollegeofBiologicalandEnvironmentalSciences,ZhiangWanliUniversity,Ningbo315100,China)Abstract:ChemicalcompositionandstructUrecharacteristicsofpealandconchpowderswelrestudiedinthepaper.Theresultshowedthattheorganisms,proteinandmetalcontentsinpealpowderswereh

3、igherthanthatinconchpowders.Water.solubleinorganicionsinpowderswereSO4,C1,NO3andF,theBrandPO4werenotdetectedforallsamples.IRresultsindicatedthatthepearlandconchpowderswer6allconsistedofthemajoraragoniteandaslightamountoforganisms.Aftertreatmentat400Cfor30min,theorganismsforallsamplesweredecomposed.A

4、ftertreatmentfor90rain,thearagonitecrystalinpealpowdersbegantochangetocalciteform,andtheprocesswascompleteat180min.Forconchpowdersamples,thetransformationWagbeginningat15rain,andafter30min,thearagonitecrystalwerealmosttotallychangedtocalciteform.ThisshowedthatthearagonitecrystalinpealpowderWagmorest

5、abilitythanthatinconchpowdeKeywords:pearlpowder;conchpowder;chemicalcomposition;structurecharacteristics珍珠粉是将珍珠贝壳动物马氏珠母贝,蚌科动物三角帆蚌或褶纹冠蚌等双壳动物受刺激形成的珍珠用物理的方法粉碎磨细而成的粉状物,自古以来就是名贵中药,具有安神定惊,明目消翳,解毒生肌之功效.但是,市场上常出现以将蚌壳用碱去除其表面的角质层研细而成的贝壳粉,混充珍珠粉.查阅文献发现,由于珍珠粉和贝壳粉在外观和理化性质上极为相似,均由95%以上的文石型碳酸钙和低于5%的有机质组成,目前尚无一种简单,准

6、确的鉴别方法.本文以浙江诸暨淡水养殖珍珠的珍珠粉和贝壳粉为研究对象,对这两者的化学成分和结构特征进行了详细研究,这对于准确鉴别珍珠粉和贝壳粉具有重要意义.1实验部分1.1材料和仪器试验所用的珍珠和贝壳均采自浙江诸暨山下湖镇.将珍珠和用碱处理过的蚌壳分别研磨,过100目筛,制成珍珠粉和贝壳粉,样品粉末在105烘箱中烘2h,备用.珍珠粉1,2和贝壳粉1,2分别收稿日期:2010-o4?12;修回日期:2010-0614基金项目:浙江省科技项目(2006C22030);浙江省分析测试科技计划项目(2009F70064)联系人简介:钱国英(1961一),女,教授,博士,主要从事水产动物营养与免疫学研究

7、.Emai|:qiangyZWU.edu.CI11468化学研究与应用第22卷表示两批样品采自不同的贝母珍珠和蚌壳.试验所用的试剂均为市售分析纯试剂.UDK152全自动凯氏定氮仪(意大利VEIP公司),AA3510原子吸收光谱仪(安捷伦科技上海分析仪器公司),铜,锌,铁,锰,镁空心阴极灯(上海电光器件有限公司);ICS一90离子色谱仪(中国戴安公司),V70傅里叶变换红外光谱分析仪(德国布鲁克光谱仪公司).1.2实验方法珍珠粉和贝壳粉有机质含量的测定采用重铬酸钾容量一稀释热法;蛋白质含量测定采用全自动凯氏定氮法.Mg,Mn,Fe,Zn,Cu金属含量用原子吸收光谱法测定,溶剂为1mol/L的HC

8、1;水溶性F,cl,SO,Br,NO一,PO43-离子含量采用离子色谱法测定,淋洗液为KOH,流速1.0mL/min,浓度25mmol/L.用红外光谱法分析珍珠粉和贝壳粉的结构特征.将原样或400cc马弗炉加热不同时间后的样品粉末和磨细的溴化钾按1:100的比例在玛瑙研钵中混合均匀,于手动压片机上制成透明薄片进行测试.红外光谱仪测试条件如下:分辨率4cm,扫描16次,扫描范围3500500cm.2结果与讨论2.1有机质和蛋白质含量用重铬酸钾容量一稀释热法测定珍珠粉和贝壳粉中所含的有机质含量,结果见表1.由表1可知,珍珠粉1的有机质含量为1.41%,珍珠粉2的有机质含量为1.39%,贝壳粉1为0

9、.880%,贝壳粉2为0.926%,说明所测珍珠粉样品的有机质含量均比贝壳粉高.李耿等研究了六种不同颜色淡水养殖珍珠的有机质含量,其值在1.19l%-1.534%之间.比较两项研究结果,发现基本一致,存在的区别可能与样品的质地和来源有关.用全自动凯氏定氮仪i见4定珍珠粉和贝壳粉样品的蛋白质含量,结果也列于表1.由表1可知,珍珠粉中蛋白质含量分别为2.20%和2.22%.贝壳粉的蛋白质含量较低,分别为1.71%和1.58%,即珍珠粉蛋白质含量比贝壳粉约高25%左右.表1珍珠粉和贝壳粉的有机质和蛋白质含量Table1TheorganismsandproteincontentinpearlandCO

10、llchpowders2.2酸溶性金属离子含量珍珠粉和贝壳粉样品中微量元素的测定结果见表2.由表可见,珍珠粉1中金属离子含量由高到低为Mn>Fe>Mg>Zn>Cu;珍珠粉2为Mn>Mg>Fe>Zn>Cu;贝壳粉为Mn>Fe>Mg>Zn>cu.珍珠粉和贝壳粉Mn含量最高,Cu的含量最低.有学者刮研究了其他产地珍珠粉和贝壳粉金属含量,比较发现本实验和各文献研究结果不尽一致,原因可能在于珍珠是由珍珠贝动物马氏珍珠贝,蚌科动物三角帆蚌或褶纹冠蚌等双壳动物软体部受刺激而形成的一种霰石型结晶体,各类微量元素的含量不同与贝壳及珍珠的形成

11、环境及蚌的种属有密切关系.此外,本实验还发现,珍珠粉中五种金属离子的含量明显高于贝壳粉,这与张凯的结果相一致J.表2珍珠粉和贝壳粉样品中微量元素含量Table2Contentsoftraceelementsinpearlandconchpowdersamples(mg/kg)2.3水溶性无机阴离子含量珍珠粉和贝壳粉样品水溶性无机阴离子含量见表3.由表3可知,珍珠粉水溶性阴离子含量为SO>C1一>NO3>F一,与张恩等j对淡水养殖珍珠的测定结果一致;贝壳粉含量CI.>SO>NO3.>F一,与张恩等对海水养殖珍珠及其贝壳的测定结果一致.本试验未能检测出水溶性Br

12、和P0含量,推其原有可能是Br一般在海水珍珠内含量比较高,在淡水珍珠内含量比较低,PO形成的一些磷酸盐不溶于水导致实验未能检出.第ll期夏静芬等:珍珠粉和贝壳粉的化学成分和结构特征分析1469注:一表不未检出2.4红外光谱分析关于珍珠层的红外光谱研究,国内外已有较多的报道,但其主要目的是鉴别物相.本文用红外光谱对珍珠粉和贝壳粉的结构进行研究,发现珍珠粉1,2和贝壳粉1,2的图谱分别一致,因此下面选用珍珠粉1和贝壳粉l进行讨论.图1为珍珠粉1样品原样和其在400.C加热不同时间后的红外光谱图.图1曲线a为珍珠粉原样红外光谱,比较文石型碳酸钙和珍珠粉的红外光谱图,判定701.0cm,712.5cm

13、,863.8cm.,1082.1cm.,1474.6cm一,1796.1em和2512.2cm等处为CO离子的振动峰.其中701.0cm.和712.5cm为CO离子的面内弯曲振动(1J),863.8cm.为C032-离子的而外弯曲振动(1J),1082.1cm为C032离子的对称伸缩振动(1J.),1474.6cm.和1796.1em为CO离子的反对称伸缩振动()J.这些峰与文石碳酸钙的吸收峰存在微小差异,如863.8era.处的峰位和文石碳酸钙中C032-离子的而外弯曲振动(o2)854.5cm.的峰位相比,蓝移了9.3cm.图中2497.0cm和2552.5cm.等处为含CH,.OH的有机

14、物振动弓【起的吸收峰.分析认为珍珠粉的主要成分为文石型碳酸钙,另含有少量的有机质,由于有机质与文石碳酸钙之间存在较强的络合作用,使文石碳酸钙的吸收峰发生了位移.图1曲线b至曲线f分别为珍珠粉在400.C加热不同时间后的红外光谱图.与曲线a比较发现加热15rain,珍珠粉红外吸收图谱没有变化.加热30rain后,2497.Ocm和2552.5cm处有机物的吸收峰消失.加热90min之前,文石碳酸钙的代表性吸收峰没有变化.继续加热至120min,701.0cm吸收峰消失;同时863.8cm处吸收峰蓝移至877.9cm.处,且强度明显增加;1082.1em处吸收峰强度明显减弱;而1474.6cm处吸

15、收峰则红移至1446.5cm处.继续加热至180min,发现1082.1cm处吸收峰完全消失,而1474.6cm处吸收峰继续红移至1435.9cm处.这说明加热30rain后珍珠粉有机质基本分解,加热90rain之后珍珠粉部分碳酸钙的晶型开始发生转变,由文石型向方解石型转化,至180min转化完成.35O0300025O02OO0l300l0005OOWavenUIIIber/cm图1珍珠粉1原样和400.C加热不同时间后的红外光谱图Fig.1Infraredspectroscopyofrawpear1powder1andthepowdersheated2hat400&Omin,b.1

16、5rain,c.30min,d.90rain,e.120min,f180min图2为贝壳粉1的原样和400.C加热不同时间后的红外光谱图.图2曲线a为贝壳粉原样红外光谱,与图1曲线a相比较,发现两者红外吸收峰的波数和峰形基本相似,说明两者的主要化学组分及组成物质基本相同.图2曲线b至曲线f分别为贝壳粉在400.C1470化学研究与应用第22卷加热不同时间后的红外光谱图.与图2曲线a和图1曲线b至曲线f比较发现,经400加热后,贝壳粉的变化趋势与珍珠粉有类似之处,但也存在区别.贝壳粉加热15rain和30rain后2497.0cm和2552.7cm处有机物吸收峰也相继消失,只是2497.Ocm处

17、有机物吸收峰消失的更快,这可能与贝壳粉有机质和蛋白质含量比珍珠粉少有关.加热15min之前,文石碳酸钙的代表性吸收峰基本3结论没有变化.加热至30min,701.Ocm和1082.1em处吸收峰同时消失;863.8cm处吸收峰蓝移至877.9cm;1474.6cm处吸收峰红移至1435.9cm处.继续加热未发现明显变化.说明加热15min后贝壳粉文石碳酸钙的品型就开始向方解石型转化,至30mln就已基本完成,即贝壳粉文石碳酸钙的热稳定性明显低于珍珠粉.Wavenumber/cm图2贝壳粉1原样和400.c加热不同时间后的红外光谱图Fig.2Infraredspectroscopyofrawco

18、nchpowders1andthepowdersheed2hat400C&Omin,b.15rain,c.30rain,d.90rain,e.12Omin,f180rain(1)珍珠粉平均有机质含量为1.40%,蛋白质含量为2.21%;贝壳粉平均有机质含量为0.903%,蛋白质含量为1.64%,珍珠粉的有机质和蛋白质含量均比贝壳粉高.珍珠粉和贝壳粉Mn含量最高,Cu含量最低.Cu,zn,Fe,Mn在珍珠粉中的含量高于贝壳粉.珍珠粉水溶性阴离子含量高低为SO>C1一>NO一>F,贝壳粉C1>SO4>NO3一>F,均检测不到Br和PO含量.(2)珍珠粉和

19、贝壳粉的主要成分都为文石型碳酸钙,另含有少量的有机质.经400C加热30rain后,珍珠粉和贝壳粉的有机质均基本分解;加热90min之后珍珠粉碳酸钙的品型开始发生转变,由文石型向方解石型转化,至l80min转化完第11期夏静芬等:珍珠粉和贝壳粉的化学成分和结构特征分析1471成;贝壳粉加热15min之后碳酸钙的品型已由文石型开始向方解石型转化,至30rain转化即完成.这说明贝壳粉文石碳酸钙的稳定性比珍珠粉低的多.参考文献:1国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)M.北京:化学工业出版社,2005:159160.2李耿,林瓴,沙拿利,等.淡水养殖珍珠的光泽,颜色与有机质关系初探J.桂林工学

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